基于16S rRNA高通量测序的灰飞虱体内细菌群落结构及多样性分析

【目的】探明灰飞虱Laodelphax striatellus体内细菌的群落结构和种类多样性。【方法】采用Illumina MiSeq测序平台对新羽化24 h的灰飞虱雌雄成虫体内细菌16S rRNA的V3-V4变异区序列进行高通量测序,应用USEARCH和Silva等软件和数据库来统计样品序列数目和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析灰飞虱雌雄成虫体内细菌的种类组成、丰度、Alpha多样性及其差异。【结果】灰飞虱雌、雄成虫样本分别获得29 333和25 919条有效序列,根据序列相似性进行聚类分析分别获得55和57个OTUs。其中,雌、雄成虫两类样本共有OTU数目20个,特有的OTU数目分别为35和37个。基于OTU物种分类分析,雌雄成虫样本中细菌种类一共覆盖7个门、15个纲、23个目、33个科、56个属和73个种。在门、纲、目和科分类阶元上,雌雄成虫两类样本均以变形菌门(Proteobacteria,雌99.96%/雄99.16%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,雌97.76%/雄97.84%)、红螺菌目(Rhodospirillales,雌83.92%/雄53.21%)和醋酸杆菌科(Acetobacteraceae,雌83.90%/雄53.17%)中的细菌为优势菌。在属分类阶元上,灰飞虱雌雄成虫体内优势菌为醋酸杆菌科未分类属(unclassified Acetobacteraceae),沃尔巴克氏体属Wolbachia次之,后者在雌、雄成虫体内丰度分别为13.81%和44.52%。在种水平上,灰飞虱雌、雄成虫体内特有细菌分别为21和32个种,但两类样本中性别特有种的丰度普遍极低,均不足0.5%。【结论】灰飞虱雌雄成虫间细菌群落组成和种类多样性存在差异。本研究为进一步挖掘灰飞虱体内关键微生物并解析其生物学功能及其利用等方面奠定了基础。     

松墨天牛成虫室内外种群肠道细菌的多样性及功能分析

【目的】为明确松墨天牛Monochamus alternatus成虫中、后肠细菌群落结构,探索肠道细菌的潜在功能。【方法】分别提取室外和室内饲养的松墨天牛成虫各15头(室内和室外各15个中肠、15个后肠)的肠道DNA,利用二代测序技术对松墨天牛成虫肠道细菌的16S rDNA V3–V4区序列进行测序,统计操作分类单元(OTUs)数量,分析物种组成、Alpha多样性和Beta多样性;采用PICRUSt软件预测肠道细菌的功能。【结果】共获得544180条高质量序列,在97%相似度下将其聚类为615个OTUs,总共注释到22个门、48个纲、112个目、172个科、285个属和408个种。室内种群的OTUs数量多于室外种群,室内外种群的OTUs种类存在差异性。同一种群的中、后肠之间差异不明显。变形菌门Proteobacteria为室内外松墨天牛肠道细菌的最优势门;肠杆菌属Enterobacter为室外种群肠道细菌和室内种群后肠细菌的最优势属,沙雷氏菌属Serratia为室内种群中肠的最优势属。Alpha多样性结果表明松墨天牛成虫室内种群肠道菌群的丰度显著高于室外种群;Beta多样性结果显示室外种群肠道菌群均一性和稳定性比室内种群好。室外和室内种群的中肠与后肠之间在菌群丰度和多样性上均无显著差异。功能预测结果表明,室内外松墨天牛成虫肠道菌群中代谢通路的丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,还有降解外源化学物质、萜类和聚酮类化合物及其他次生代谢物质的能力。不同种群、不同肠段之间的功能丰度均无显著差异。【结论】明确了取食不同食料的松墨天牛成虫中、后肠的细菌群落结构及差异,了解了肠道细菌的潜在作用,为进一步探究松墨天牛肠道共生菌的功能提供了理论基础。     

稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构与多样性分析

【目的】为明确水稻主要害虫稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)幼虫肠道细菌的群落结构和多样性。【方法】利用Illumina Mi Seq技术对稻纵卷叶螟4龄幼虫肠道细菌的16S r DNA V3-V4变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME软件整理和统计样品序列数和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析4龄幼虫肠道细菌的物种组成、丰度和多样性。【结果】稻纵卷叶螟4个数量不同的4龄幼虫样本(1,2,3和5头)共得165 386条reads,在97%相似度下可将其聚类为604个OTUs。总共注释到22个门,43个纲,82个目,142个科,204个属,244个种。其中在门水平上,主要优势菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度26%~34%)和放线菌门(Actinobacteria)(23%~32%);在纲水平上,主要优势菌为放线菌纲(Actinobacteria)(相对丰度23%~32%)、酸杆菌纲(Acidobacteria)(9%~11%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(10%~13%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)(6%~8%)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(6%~12%);在科水平上,共有优势菌为类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)等。在属水平上,4个样本前5位优势属中,类诺卡氏属Nocardioides和鞘脂单胞菌Sphingomonas为共有优势属。稻纵卷叶螟肠道细菌Simpson指数、Shannon指数、Ace指数和Chao指数分别为0.16~0.65,0.94~3.22,212~488和210~490。【结论】稻纵卷叶螟幼虫肠道细菌多样性比较丰富,个体间微生物群落结构和多样性有差异。不同数量样本数据与总体数据有助于综合反映稻纵卷叶螟种群肠道微生物状况。本研究结果为进一步研究稻纵卷叶螟肠道微生物的功能及其在防治中的应用奠定了基础。     

不同地理种群赤拟谷盗肠道细菌群落多样性分析

【目的】了解储粮害虫赤拟谷盗Tribolium castaneum (Herbst)成虫肠道细菌群落组成及多样性。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术对3个地理种群的赤拟谷盗雄虫肠道细菌16S rDNA的V3-V4变异区进行测序分析。【结果】从赤拟谷盗肠道样本中共测得465 293条reads,聚类为113个OTU,共注释到8门、15纲、33目、52科和79属的细菌。其中,优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)等,优势菌属包括假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌科未鉴定属(Unclassified-f-Enterobacteriaceae)、不动杆菌属(Acinetobacter)、肠球菌属(Enterococcus)和根瘤菌属(Rhizobium)等。3个地理种群的赤拟谷盗肠道细菌的Shannon指数、Simpson指数、Ace指数和Chao指数分别为1.5-1.7、0.3、79.7-133.2和76.4-85.2。【结论】不同地理种群的赤拟谷盗成虫的肠道细菌群落组成存在显著差异。     

不同抗、感水稻品种对褐飞虱肠道菌群的影响

本研究旨在探究取食不同抗性水稻品种对褐飞虱肠道菌群多样性及丰度的影响。将生长一致的3龄褐飞虱若虫分别置于高抗水稻品种RHT、高感水稻品种TN1以及中等抗性水稻品种ZH11,取食1 d和3 d后,分别对褐飞虱肠道进行取样,提取总DNA并通过HiSeq 2500平台对肠道细菌16S rRNA-V4区进行测序。对测序结果进行分析,统计不同样本中肠道微生物操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,并在不同等级的分类阶元上统计细菌组成、丰度及Alpha多样性。对取食3种不同抗性水稻品种的褐飞虱肠道菌群特有及共有OTUs进行统计,并对丰度较高及显著差异菌群进行统计分析。褐飞虱每个肠道样本获得70000余条有效序列,根据序列相似性聚类成一定数目的OTUs。褐飞虱分别取食RHT、TN1、ZH11水稻1 d后的样本中,共有的OTUs数目为213个,特有的OTUs数目分别为424、77和130个。取食3 d后的样本中,共有的OTUs数目为217个,特有的OTUs数目分别为140、162和63个。对不同菌群含量进行分析发现,不动杆菌属Acinetobacter及沃尔巴克氏体属Wolbachia是含量较高的两类优势菌,其中不动杆菌属在取食RHT的褐飞虱肠道中的含量低于取食TN1及ZH11的褐飞虱肠道中的含量。同时,对319个属的细菌物种在分别取食RHT,TN1和ZH11的褐飞虱样本中的含量进行分析,发现了8类差异显著的物种。褐飞虱能够通过改变肠道细菌组成响应不同抗性水稻品种。研究结果为进一步挖掘褐飞虱体内肠道菌群在响应水稻抗性过程以及开发基于微生物资源进行褐飞虱防控提供参考。     

基于16S rDNA基因序列的泽兰实蝇幼虫肠道细菌多样性分析

【目的】探究泽兰实蝇 Procecidochares utilis 幼虫肠道细菌的多样性。【方法】利用Illumina HiSeq技术对泽兰实蝇幼虫肠道细菌的16S rDNA-V6变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元（operational taxonomic unit, OTU）数量,分析物种的丰度和Alpha多样性。【结果】共获得1 593 506 对reads,拼接为1 579 372条tags,经过滤后得到的1 572 860条tags聚类为1 341个OTU。总共注释到13个门,4个纲,6个目,7个科,10个属和4个种。其中变形菌门(Proteobacteria)的细菌为优势菌,占99%;在属分类阶元上,沃尔巴克氏体属 Wolbachia 占45%,是优势属。【结论】泽兰实蝇幼虫肠道细菌多样性丰富。相关的种类和丰度信息为后期研究揭示肠道细菌介导泽兰实蝇寄主植物专化性奠定了基础。     

华美奥锹甲不同颚型雄性成虫肠道细菌群落多样性

【目的】分析比较华美奥锹甲Odontolabis fallaciosa不同颚型雄性成虫肠道细菌的群落结构和多样性。【方法】分别提取华美奥锹甲雄性3种颚型(大颚型、中颚型和小颚型)31头成虫样本(15个大颚型、10个中颚型、6个小颚型)的肠道DNA,利用Illumina Mi Seq技术对其肠道细菌的16S r DNA V3-V4变异区序列进行测序,统计样品操作分类单元(OTU)数量,分析物种组成丰度、α多样性和β多样性。【结果】共获得优质序列2 238 637条,在97%相似度下可将其聚类为用于物种分类的3 256个OTU,共注释到的主要分类阶元有42个门、328个科和542个属。门分类水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、柔膜菌门(Tenericutes)为优势门类;属分类水平上,优势属为不动杆菌属Acinetobacter、Dysgonomonas属、巴尔通氏体属Bartonella、金黄杆菌属Chryseobacterium。α多样性分析结果表明,华美奥锹甲雄性成虫肠道细菌群落整体多样性比较丰富;β多样性分析结果表明,大颚型、中颚型和小颚型之间OTU组成有差异。【结论】采用Illumina Mi Seq测序技术,分析了华美奥锹甲雄性成虫肠道细菌群落的结构和组成。大颚型与中颚型雄性成虫间的肠道细菌群落组成差异显著,但大颚型与小颚型间、中颚型与小颚型间雄性成虫肠道细菌群落组成无差异。     

大分舌蜂不同龄期幼虫及滞育预蛹肠道细菌 群落多样性及其差异

【目的】基于昆虫肠道微生物在宿主健康与调控宿主生长发育中发挥着重要作用,本研究旨在对大分舌蜂Colleles gigas不同龄期幼虫及滞育预蛹肠道细菌群落多样性及其差异进行初步探究。【方法】利用野外采集的大分舌蜂1-5龄幼虫及滞育预蛹,提取肠道内容物细菌DNA进行16S rRNA的V3-V4基因片段PCR扩增,利用IlluminaMiseq二代高通量测序技术进行测序。依据获得的序列数据,利用生物信息学方法分析大分舌蜂幼虫和滞育预蛹肠道细菌的组成、丰度和多样性。【结果】大分舌蜂幼虫肠道细菌菌群共检测到15门,23纲,43目,80科,128属的细菌,其中最主要的门是变形菌门(Proteobacteria)(占93.74%),最主要的目是立克次氏体目(Rickettsiales)(占68.68%),最主要的科是无形体科(Anaplasmataceae)(占68.64%),最主要的属是沃尔巴克氏体属Wolbachia(占68.64%)。Beta多样性分析结果显示,细菌群落变化与幼虫发育有关,显示出低龄组(1-3龄幼虫)、高龄组(4-5龄幼虫)和滞育预蛹组3个水平。Alpha多样性分析显示,滞育预蛹组细菌多样性与高龄组和低龄组的存在显著差异,而高龄组与低龄组间差异不显著。线性判别分析结果显示,滞育预蛹组与低龄组都存在显著优势菌纲,分别是α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ 变形菌纲(Gammaproteobacteria),而高龄组不存在显著优势纲。在目水平,肠杆菌目(Enterobacteriales)和假单胞菌目(Pseudomonadales)为低龄组优势目,立克次氏体目(Rickettsiales)为滞育预蛹组的优势目。在科水平,肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和莫拉氏菌科(Moraxellaceae)为低龄组的优势科,无形体科(Anaplasmataceae)为滞育预蛹组的优势科。在属水平,低龄组优势属为肠杆菌属 Enterobacter和不动杆菌属Acinetobacter,滞育预蛹组优势属为沃尔巴克氏体属 Wolbachia。功能基因注释结果也显示出这3个组的特点。【结论】大分舌蜂不同龄期幼虫及滞育预蛹肠道细菌群落存在显著差异,从低龄组向高龄组再到滞育预蛹组,细菌多样性逐步降低,这可能与其进食特点以及肠道微生物驱动对肠道环境适应有关。本研究为土壤筑巢独栖野生蜜蜂肠道微生物研究奠定基础,也为此类野生蜜蜂的保护提供新的角度与方向。     

维吾尔族与汉族儿童肠道细菌群落分析

【背景】肠道菌群是人体的重要组成部分,在人体的多种生命活动中发挥着重要作用。【目的】探究维吾尔族和汉族儿童肠道细菌群落特征,为儿童营养健康状况监测和营养改善工作提供更有效精准的营养干预策略。【方法】从新疆维吾尔自治区泽普县维吾尔族和河南省民权县汉族人群中分别随机选取10?12岁学龄期儿童各20名,同一时间段收集其新鲜粪便,提取细菌总DNA,通过高通量测序和生物信息学分析,研究两地区健康维吾尔族儿童与汉族儿童肠道细菌群落的差异。【结果】获得测序序列2 007 100条,归类于994个OTU;所有样本共含15个细菌门139属。α多样性和β多样性分析表明,调查地区的2个民族儿童肠道细菌的丰富度和多样性均有统计学意义上的差异,维吾尔族儿童肠道细菌群落丰富度高于汉族儿童,而物种多样性不如汉族儿童。其中,维吾尔族儿童肠道细菌丰度相对占优势的门和属及其丰度值为：拟杆菌门(Bacteroidetes,63%)、厚壁菌门(Firmicutes,22%)、普氏菌属(Prevotella,61%)、琥珀酸弧菌属(Succinivibrio,9%)和粪杆菌属(Faecalibacterium,5%);汉族儿童肠道细菌丰度占优势的门和属及其丰度值为：厚壁菌门(57%)、拟杆菌门(23%)、粪杆菌属(16%)、普氏菌属(11%)和拟杆菌属(Bacteroides,11%)。【结论】调查地区维吾尔族与汉族儿童肠道细菌群落差异较大,这为进一步研究肠道菌群与膳食因素及人体营养健康状况之间的关系提供了依据。     

猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性及其性别差异研究（英文）

【目的】探讨猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性特征。【方法】通过采集新鲜粪便样品,对9只健康成年野生猎豹(4只雄性,5只雌性)的肠道微生物16S rRNA基因V3–V4区进行高通量测序,对猎豹肠道微生物多样性进行研究。【结果】测序共获得肠道微生物16S rRNA基因V3–V4区有效序列599349条,序列平均长度405 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,共获得操作分类单元(OTU)268个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括10个门,21个纲,35个目,72个科,144个属。其中,丰度最高的5个细菌门是厚壁菌门(Firmicutes,平均占OTU总数的42.29%%)、放线菌门(Actinobacteria,31.54%)、梭杆菌门(Fusobacteroidetes,16.66%)、变形菌门(Proteobacteria,5.30%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,4.19%)。拟杆菌门的丰度较低是猎豹肠道微生物的主要特征。丰度最高的5个科依次是红蝽杆菌科(Coriobacteriaceae,31.28%)、消化链球菌科(Peptostreptococcaceae,平均占17.66%),梭杆菌科(Fusobacteriaceae,15.46%)、毛螺菌科(Lachnospiraceae,12.40%)、梭菌科I(Clostridiaceae_I,6.93%)等。丰度最高的5个属依次是柯林斯氏菌属(Collinsella,30.16%)、梭杆菌属(Fusobacterium,15.46%)、艰难梭菌属(Peptoclostridium,11.46%)、Blautia属(8.28%)和狭窄梭菌属1(Clostridium_sensu_stricto_1,6.39%)。约有2.32%的OTU没有归类到属。群落alpha多样性分析结果显示,猎豹肠道微生物群落Shannon指数为2.93–4.41,Simpson指数为0.72–0.91。通过依据性别进行分组,对雌雄两组之间的alpha多样性比较表明,雄性组的物种和Shannon指数略高于雌性组。Beta多样性分析表明,雌雄两组之间的差异高于各组内部不同个体之间的差异。然而,聚类分析显示,相同性别的猎豹的肠道微生物并没有聚在一起。【结论】本文通过高通量测序技术研究了猎豹肠道微生物多样性特征和性别差异,为猎豹的保护、救护饲养和消化生理学研究提供了基础数据。     

Diversity and dynamics of microbial communities in brown planthopper at different developmental stages revealed by high‐throughput amplicon sequencing

The microbiome associated with brown planthopper (BPH) plays an important role in mediating host health and fitness. Characterization of the microbial community and its structure is prerequisite for understanding the intricate symbiotic relationships between microbes and host insect. Here, we investigated the bacterial and fungal communities of BPH at different developmental stages using high‐throughput amplicon sequencing. Our results revealed that both the bacterial and fungal communities were diverse and dynamic during BPH development. The bacterial communities were generally richer than fungi in each developmental stage. At 97% similarly, 19 phyla and 278 genera of bacteria were annotated, while five fungal phyla comprising 80 genera were assigned. The highest species richness for the bacterial communities was detected in the nymphal stage. The taxonomic diversity of the fungal communities in female adults was generally at a relatively higher level when compared to other developmental stages. The most dominant phylum of bacteria and fungi at each developmental stage all belonged to Proteobacteria and Ascomycota, respectively. A significantly lower abundance of bacterial genus Acinetobacter was recorded in the egg stage when compared to other developmental stages, while the dominant fungal genus Wallemia was more abundant in the nymph and adult stages than in the egg stage. Additionally, the microbial composition differed between male and female adults, suggesting that the microbial communities in BPH were gender‐dependent. Overall, our study enriches our knowledge on the microbial communities associated with BPH and will provide clues to develop potential biocontrol techniques against this rice pest.     

取食不同食物对小菜蛾幼虫肠道细菌多样性的影响

【目的】植食性昆虫肠道细菌的组成与其食物密切相关。本研究旨在探究小菜蛾Plutella xylostella幼虫肠道细菌多样性与其取食食物之间的关系以及它们之间相互适应的过程。【方法】本研究选取小菜蛾人工饲料品系(S)及其转寄主到结球甘蓝Brassica oleracea var. capitata、结球白菜Brassica rapa subsp. pekinensis和花椰菜Brassica olerocea var. botrytis饲养后第1代(分别为G1C, G1CC和G1WC)和第3代(分别为G3C, G3CC和G3WC)的4龄幼虫,提取小菜蛾肠道细菌基因组DNA,利用Illumina MiSeq二代高通量测序技术,分析其肠道细菌多样性和丰度。【结果】α多样性指数分析发现,取食不同食物的小菜蛾4龄幼虫肠道细菌多样性高低顺序为G1WC>G1CC>S>G1C。在菌群组成上,以人工饲料为食的S样品肠道细菌主要由厚壁菌门(Firmicutes)组成,转寄主植物后的G1C, G1CC和G1WC肠道中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度显著下降,G1C和G1CC小菜蛾肠道中变形菌门(Proteobacteria)相对丰度显著上升成为优势菌群,G1WC肠道中拟杆菌门(Bacteroidetes)成为优势菌群。在寄主植物上连续饲养3代后,与第1代相比,小菜蛾肠道细菌α多样性指数没有显著性改变,但在结球甘蓝和结球白菜上小菜蛾肠道菌群结构却发生了变化,相比G1C,G3C肠道中芽孢杆菌目(Bacillales)的相对丰度显著下降;相比G1CC, G3CC肠道中放线菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)的相对丰度均显著上升。【结论】取食人工饲料和不同寄主植物的小菜蛾幼虫肠道细菌多样性和群落构成存在显著差异,寄主植物对小菜蛾肠道微生物的结构组成具有重要的影响,且小菜蛾肠道微生物对寄主植物可能存在一个长期适应的过程。本研究为进一步探讨影响小菜蛾肠道细菌变化的因素,以及后续研究肠道细菌与寄主植物之间的互作奠定了良好的基础。     

三种跳虫肠道菌群的多样性分析及功能预测

【目的】跳虫在土壤生态系统中发挥着重要的作用。本研究旨在调查Sinella(Coecobrya)oligoseta,Proisotoma minuta和Tomocerus missus 3种跳虫肠道菌群的结构和多样性以及潜在功能。【方法】采用16S rDNA扩增子测序法对以上3种跳虫成虫肠道内容物中的菌群进行分析和比较;应用Tax4Fun法对其肠道菌群基因进行功能预测。【结果】3种跳虫中成虫肠道菌群多样性最高的是T.missus,最低的是S.(C.)oligoseta。在门水平上3种跳虫成虫肠道中最主要的菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),放线菌门(Actinobacteria)也具有较高的丰度;在属水平上S.(C.)oligoseta肠道中假单胞菌属Pseudomonas的丰度(16.21%)明显高于P.minuta和T.missus肠道中的丰度(分别为0.87%和1.37%);P.minuta肠道中弧菌属Vibrio的丰度(25.81%)明显高于S.(C.)oligoseta和T.missus肠道中的丰度(分别为3.35%和0.004%)。另外,KEGG pathway注释预测出3种跳虫成虫肠道菌群基因功能涉及碳水化合物和氨基酸代谢、传染性疾病和耐药性。【结论】S.(C.)oligoseta,P.minuta和T.missus这3种跳虫肠道菌群在门水平上的核心菌群相同,而在属水平上的优势菌属丰度存在较大差异,其影响因素应该包括物种自身遗传特点及栖息地环境中微生物种类和数量的不同。在这3种跳虫肠道内发现放线菌,有利于新型放线菌的开发及其代谢产物的利用,并且它们的肠道内很可能存在耐药性和致病性菌株,这为跳虫肠道菌群的功能研究指引了新方向。     

成年与未成年圈养林麝粪便菌群多样性的比较

本研究旨在解析林麝未成年组(n=10)和成年组(n=10)之间的菌群差异。收集林麝新鲜粪便,提取总DNA,利用带标签的通用引物扩增16S rRNA V3-V4区,使用Illumina Miseq 300PE测序平台对扩增产物进行Miseq双端测序,通过计算ACE和Shannon等多样性指数,以及微生物组成成分和距离聚类分析,揭示组成结构与差异。α多样性分析表明成年组微生物的多样性丰富度略高于未成年组,但不存在显著差异性(P>0.05)。未成年组和成年组均是厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)所占的比例较高。成年组Proteobacteria比例明显高,而Firmicutes比例较低。LEfSe分析表明有12个显著差异的细菌分类。两组在Firmicutes门存在显著差异的细菌较少,而在Proteobacteria上存在显著差异的细菌较多。本研究证明在不同年龄阶段,微生物的丰富度和多样性不存在显著差异,细菌的组成成分也相同。但是在组成比例上存在差异性,间接反映了不同年龄阶段营养吸收的不同需求。     

石油污染对土壤微生物群落多样性的影响

土壤中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌三大类群,微生物在石油污染的土壤中发挥着维持生态平衡和生物降解的功能。文中以四川省遂宁市射洪县某废弃油井周围不同程度石油污染土壤为供试土壤,首先对各组供试土壤的基本理化性质进行测定分析;然后采用平板菌落计数法测定了供试土壤中三大类微生物数量的变化,结果表明:相比未被污染的对照土壤,石油污染的土壤中细菌、放线菌、真菌数量均减少,并且土壤中可培养微生物的数量与土壤含水量呈正相关;再采用454焦磷酸测序技术对土壤中的细菌群落多样性及变化进行16S rRNA基因分析。在所有供试的4个土壤样品中,共鉴定出不少于23 982个有效读取序列和6 123种微生物,相比于未被污染的对照土壤,石油污染土壤中细菌的种类更加丰富,主要优势门类为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门。但不同土壤样品中优势菌群的群落结构有所差异,石油污染的土壤中,酸杆菌门、放线菌门和变形菌门的数量最多,未被石油污染的土壤中,放线菌门、拟杆菌门和变形菌门的数量最多。     

七氟菊酯和溴氰菊酯对棉铃虫肠道菌群的影响

【目的】本研究旨在探究拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫肠道菌群结构及代谢的影响,丰富对杀虫剂作用机理的认识。【方法】分别对棉铃虫2和3龄幼虫饲喂普通人工饲料(对照组, SS)、含2%七氟菊酯(Ⅰ型拟除虫菊酯)粉剂饲料(七氟菊酯处理组,Te)和含2.5%溴氰菊酯(Ⅱ型拟除虫菊酯)乳油饲料(溴氰菊酯处理组, DM),然后提取3龄幼虫肠道菌群基因组DNA;利用Illumina MiSeq二代高通量测序技术对肠道细菌的16S rDNA的V3-V4变异区进行测序,分析其肠道细菌的多样性和丰富度;利用qPCR验证16S rDNA测序分析结果。取2和3龄幼虫肠道,匀浆后进行Biolog-Eco实验,分析肠道细菌对Eco板上31种碳源的代谢情况。【结果】16S rDNA测序结果表明,棉铃虫3龄幼虫肠道细菌主要是厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻菌门(Cyanobacteria)。与对照组相比,溴氰菊酯处理组和七氟菊酯处理组的棉铃虫幼虫肠道细菌的α多样性指数没有显著性改变,但是菌群结构发生了变化：在门水平,拟杆菌门的相对丰度减少,厚壁菌门和蓝藻菌门的相对丰度增加,qPCR验证结果亦支持16S rDNA测序分析的这个结果;在属水平,拟杆菌属Bacteroides、普氏菌属Prevotella和假单胞菌属Pseudomonas等的相对丰度降低,狭义梭菌属Clostridium sensu stricto 1、埃希菌属-志贺氏菌属Escherichia-Shigella和盐单胞菌属Halomonas等的相对丰度增加,其中盐单胞菌属Halomonas的相对丰度显著增加。Biolog-Eco结果表明,与对照组相比,溴氰菊酯处理组中2龄幼虫对羧酸类碳源的代谢能力下降;溴氰菊酯处理组和七氟菊酯处理组中3龄幼虫对DL-α-磷酸甘油、肝糖和L-苯丙氨酸等碳源的利用能力下降。【结论】结果显示,拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫肠道菌群的结构和代谢能力有明显影响,拟除虫菊酯类杀虫剂使棉铃虫肠道有益菌的相对丰度下降,而使致病菌的相对丰度增加。短时间拟除虫菊酯处理未造成抗药性菌群的丰度增加。qPCR检测结果与16S rDNA测序分析结果相似。Ⅰ型和Ⅱ型拟除虫菊酯类杀虫剂对棉铃虫肠道菌群结构和代谢功能的影响不同。